管片預制北方冬期施工防護措施

趙 鑫

（中交一航局城市交通工程有限公司，天津 300457）

盾構管片以混凝土為原材料，通過多片拼裝的方式構成圓環狀整體結構，在地下工程中得到廣泛應用。盾構開挖作業時，管片可發揮出支護與防水的雙重效果[1]。但是，若遇到冬季施工環境，在低溫等因素影響下，會明顯加大混凝土管片預制難度，此時采取科學的防護措施尤為關鍵。

1 施工環境

北方冬季低溫環境下，管片車間內所設置的拌合站、管道等各類設備或是構件都要得到全面檢修，以適應冬季施工需求。拌合站與砂石料場均設置在車間內部，整個生產階段車間溫度需＞10℃，否則易出現砂石料凍結現象?？紤]到管片質量要求，鍋爐24h不間斷送氣，并以車間生產需求為準靈活調整工期量，給拌合站工作、管片加工等作業創造良好的工作環境。

2 施工準備

若室外平均溫度低于5℃并且持續5d后，則要采取管片冬季施工技術。具體應做好如下準備工作：（1）掌握氣象信息，明確后續階段的氣象變化情況。（2）根據冬季生產需求，準備充足的原材料、防寒物資等，確保鍋爐房處于穩定運行狀態。（3）尚未進入冬季時，需全方位維護設備，為之更換潤滑油；部分設備使用到防凍液，需嚴格挑選防凍液品種，使其能夠適應-40℃的環境，并采取防凍措施；落實定機定人制度，加強對設備的管理并將相關信息記錄好。（4）施工前負責人面向所有班組做好技術交底。（5）冬季施工條件較為嚴苛，各項操作應嚴格遵循規范展開，全面檢查混凝土質量，實現對混凝土配制、運輸、入模等各個環節的全方位監控，且要加強蒸養溫度測試，嚴格控制管片蒸養升溫速度在15℃/h以內；若為降溫環節，必須控制在20℃/h以內。若缺乏合理的控制措施，受溫差過大的影響極容易出現管片裂縫。

3 冬季混凝土施工保障措施

3.1 車間保溫措施

做好冬季施工現場的溫度控制工作，遵循每臺班4次的原則，具體包括如下幾個方面：（1）項目部安排專員系統性檢測廠區東側4t鍋爐，并檢驗供熱管道，其運行狀況應良好，車間溫度至少為10℃。（2）車間均勻分布6支溫度計，根據流水線蒸房運行狀況，為之設置5支溫度計，每個工作日要進行4次檢測，并以現場溫度為準，當溫度變化幅度較大且較為頻繁時，應做好數據記錄工作。（3）盡可能避免車間門窗開啟現象，注重對車間內門窗的管理，應保持關閉合嚴的狀態。（4）鋼筋進場前做好全面清理工作，將堆場上的積雪清理干凈，并將鋼筋分類堆放至車間。（5）管片靜停區設置封閉暖棚（見圖1），區域內溫度保持在15℃以上。（6）管片修補區在外圍設置輕質隔墻（見圖2），有效降低廠房內的過堂風，保證修補區的溫度，避免因為溫度迅速降低而引起管片混凝土表面裂紋。

圖1 靜停區封閉

圖2 修補區輕質隔墻封閉

3.2 攪拌站的冬施措施

（1）冬季溫度相對較低，因此混凝土水膠比須≤0.35，以確保砼入模溫度的合理性。（2）拌合站設置在車間內，施工中拌合料溫度需＞10℃。根據車間布置方案，總面積為680m2，具備存放1500t砂、1000t碎石的能力，為滿足上述材料的溫度要求，適配了燃油熱風機，實現對車間的有效加熱；與此同時，車間東南側建設有面積為1300m2的區域，該處具備存放4000t碎石的能力，可滿足一周生產作業的材料需求。（3）拌制用水的溫度應得到控制，以50℃以上的水為宜，在鍋爐的作用下實現對水的加熱并將其轉移到蓄水池，于該處設置3個防水加熱管，可實現對水的持續加熱。拌制作業時，首先置入骨料與水，對其持續攪拌30s后，再向其中置入適量水泥，隨后再添加外加劑。施工現場應安排專員組織生產作業，提升砼出模至入模的速度，盡可能避免砼溫度損失現象，經上述操作后要求砼入模溫度至少為10℃。為確保材料性能，拌制砼至入模這一階段的間隔時間應盡可能縮短，遵循砼料隨出隨入的原則，避免砼溫度大幅度降低現象。（4）根據冬季氣候環境，拌制時間持續120～180s，嚴格控制混凝土坍落度，應穩定在50～70mm。

3.3 管片澆筑的冬施措施

（1）注重對混凝土性能的檢驗，此項工作應落實到混凝土配制、入模等各個環節。（2）混凝土澆筑應具有連續性，縮短澆筑與振搗的間隔時間，盡可能避免熱量散失現象，確保蒸氧前混凝土具備較高的溫度。根據同條件養護試塊，當其強度上升至22MPa后才具備管片拆模條件[2]。（3）以現場溫度變化情況為準，靈活調整每天生產量，盡可能控制流水線循環次數，適當加大管片收面頻率，全面確保管片外弧面質量，并給予足夠的靜養時間。當混凝土成型后，需為之覆蓋塑料布，并轉移到流水線靜停區，持續2～4h的養護作業。做好蒸養工作，完成靜養后可以啟用蒸汽室，使其緩慢升溫，與此同時利用溫度計檢測實際溫度情況，將相關數據記錄好。為確保蒸養效果，應滿足升溫≤15℃/h的要求，達到60℃時暫停升溫，要求升溫養護時間持續1～2h，當溫度上升至50～60℃時，應維持該狀態2～3h，隨后再緩慢降溫，此階段應滿足降溫速度≤20℃/h的要求。除此之外，還需調整蒸養窯溫度，使其穩定在20～35℃。

3.4 技術保證措施

（1）鋼筋工程：鋼筋制作（切斷、焊接的平臺）在廠房內進行，其環境溫度不得出現負溫度。

（2）混凝土工程：冬季施工時，對混凝土生產人員進行專門培訓指導，嚴格按冬季施工相關規范要求進行混凝土的生產和澆筑。冬季施工的混凝土，摻加早強型減水劑，及時調整混凝土配合比，攪拌時先投入砂、石和水，再加入水泥，嚴禁將水泥直接與熱水攪拌，以免產生假凝現象，熱水拌制、拌合水溫≤60℃，嚴格控制混凝土的攪拌時間（≥180s）、出機溫度（≥10℃）和入模溫度（≥5℃）。

（3）管線防凍保護措施：在冬季來臨之前，對施工臨時管線及因工程施工而裸露的市政管網采用40～50mm巖棉板包扎作為保溫層、外蒙玻璃布作為防雨層的防凍保護措施，并經常對管線的保溫層進行檢查，發現有破損處及時修復，以確保上述管線安全度過冬季施工期。冬季期間，堆場不再采用噴淋養護，故將噴淋管內存水排除干凈，關閉噴淋總閥門。

4 管片冬季養護

4.1 管片蒸汽養護的冬施措施

（1）經蒸養溫度與溫差測試確保管片質量，管片蒸養過程中應安排專員監控。冬季溫度相對較低，因此應適當延長蒸汽養護時間，以免管片出現溫度裂縫。除此之外，管片拆模強度應得到有效控制，當達到25MPa后才具備拆模條件，并以現場溫度為準靈活調整蒸養時間。（2）蒸養室實行封閉蒸養的方式，當完成混凝土收水作業后，模具有序轉移到蒸養房中，共設置有3個區，各自溫度要求分別為升溫區20～40℃、恒溫區55～60℃、降溫區20～35℃（見圖3）。（3）蒸養作業時，應安排專員做好溫度控制工作，落實蒸養制度，加強對測溫點溫度的檢測并將相關數據記錄好。（4）檢驗管片強度，當該值達到25MPa后即具備脫模條件。

4.2 管片脫膜后養護的冬施措施

圖3 管片蒸養

（1）完成管片脫模作業后，均勻刷涂養護劑，轉移到車間并保溫養護7d。（2）選擇合適的養護劑，不可摻入雜質。（3）養護劑應具備環保、健康的特性，不可含有有毒成分。（4）檢驗養護劑質量，不可出現分層、結塊等現象。（5）噴灑過程中，首先利用噴霧器噴涂，隨后使用滾刷進一步涂抹，安排專員檢查養護劑噴涂狀況，要求管片噴涂具有均勻性，不出現任何噴涂死角。（6）若噴涂作業發生于車間內，需充分考慮現場環境，出現降雪天氣時，若管片未成膜則不允許拉出車間，否則會出現管片凍傷現象。（7）管片脫模后應給予一段時間使其完全晾干，有效去除外弧面水分，隨后噴涂養護劑（持續操作2次），經一段時間后管片表面將成膜，將其轉移到存放區分類放置好[3]。（8）試驗檢驗管片質量，明確其抗彎、抗滲等方面的性能，將所得結果與設計要求對比分析。

4.3 管片運出車間的受凍臨界強度

（1）系統性分析管片性能，如強度、耐久性等，在此基礎上確定管片受凍臨界強度，即設計強度的70%，計算后得知為38.5MPa。（2）管片脫模后，轉移到車間并持續5～7d的養護作業，檢驗其強度，當達到38.5MPa時方可轉運出車間。

4.4 管片存放的冬施措施

（1）冬季施工條件較為苛刻，應采取防凍保護措施，分析管片狀態，晾干后才具備運出車間的條件，并覆蓋篷布以達到防護的效果。（2）注重管片的存放方式，安排專員清理路面，并頻繁擦拭吊具。（3）吊裝設備的穩定運行需得到油壓系統的支持，安排專員全面檢查，做到定人、定崗。

5 結束語

經系統性檢查后得知，該工程冬季生產的管片各項指標都與設計要求相符，所有管片均合格。由此表明，文章所述北方冬季管片預制施工防護措施取得了一定成果，可為類似工程提供參考，對于管片市場的拓展發揮了不容忽視的作用。